JP4287644B2 - 電解コンデンサの駆動用電解液 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解コンデンサの駆動用電解液(以下、電解液と称す)の改良に関するものであり、特に電解液の熱的安定性を改善した電解液に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中高圧用電解コンデンサの電解液として、エチレングリコールを主成分とする溶媒に、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の直鎖のカルボン酸または上記のカルボン酸に側鎖基としてアルキル基およびアルキレン基等を置換させたカルボン酸を溶解した電解液が使用されてきた（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平７−４８４６０公報（第２頁、表）
【特許文献２】
特公平７−６３０４７号公報（第３頁、表１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記カルボン酸は、エチレングリコールとエステル化しやすいため、熱的安定性が低いという欠点があった。この改善策として、側鎖基にアルキル基およびアルキレン基等を置換させたカルボン酸が使用されているが、更に高温度化が進む電解コンデンサにおいての使用は困難であるという問題があった。
本発明の課題は、上記の問題を改善するもので、高温下での安定性を向上できる電解コンデンサの駆動用電解液を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために各種検討した結果、見出されたものである。カルボキシルアルデヒドはモノカルボン酸であるため、前記カルボン酸同様、エチレングリコールとのエステル化が生じてしまうが、同時にアルデヒド基が酸化されてカルボキシル基になるため、高温時における急激な化成能力の低下を抑制することが可能となる。
すなわち、本発明に係る電解液では、エチレングリコールを主成分とする溶媒に、以下の化学式で表されるカルボキシルアルデヒドまたはその塩を溶解したことを特徴とする。
【化２】

[化１]の式中、ｎは１〜６の整数であり、側鎖基Ｘ _１ 〜Ｘ _４ はそれぞれハイドロ基、炭素数が１〜４のアルキル基、炭素数が１〜４のアルキレン基、およびアリール基のうちのいずれかである。
【０００６】
すなわち、上記カルボキシルアルデヒドのアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基等が挙げられる。
【０００７】
また、上記カルボキシルアルデヒドのアルキレン基としては、エチレン基、ｎ−プロピレン基、イソプロピレン基、ｎ−ブチレン基、ｓ−ブチレン基、ｔ−ブチレン基等が挙げられる。
【０００８】
そして、上記カルボキシルアルデヒドのアリール基として、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、α−ナフチル基、β−ナフチル基等が挙げられる。
【０００９】
また、上記カルボキシルアルデヒドの塩として、アンモニウム塩の他、モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノエタノールアミン、イソプロピルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジエタノールアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、ジメチルエチルアミン、ナフタレンジアミン、ベンジルアミン等の塩が挙げられる。
【００１０】
エチレングリコールに混合する副溶媒としては、水の他、プロピレングリコール等のグリコール類、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のラクトン類、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−エチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックアミド等のアミド類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、イソブチレンカーボネート等の炭酸類、アセトニトリル等のニトリル類、ジメチルスルホキシド等のオキシド類、エーテル類、ケトン類、エステル類等を例示することができる。
【００１１】
上記カルボキシルアルデヒドの例として、５−オキソペンタン酸、２−メチル−５−オキソペンタン酸、２，２−ジメチル−５−オキソペンタン酸、２，２，４，４−テトラメチル−５−オキソペンタン酸、２，２，４，４−テトラ−ｔ−ブチル−５−オキソペンタン酸、２，４−メチル−２−イソプロピル−５−オキソペンタン酸、２−エチル−４−ブチル−５−オキソペンタン酸、２−メチル−４−ｎ−プロピレン−５−オキソペンタン酸、２，２−ジエチレン−４−ブチル−５−オキソペンタン酸、２−エチル−４−フェニル−５−オキソペンタン酸、２，２−ジフェニル−４−ｏ−トリル−５−オキソペンタン酸、２，４−ジ−ｏ−トリル−５−オキソペンタン酸、６−オキソヘキサン酸、２，２，５，５−テトラメチル−６−オキソヘキサン酸、５，５−ジ−ｔ−ブチル−６−オキソヘキサン酸、２−メチル−５−エチル−６−オキソヘキサン酸、２，２−ジ−ｎ−プロピル−５−エチル−６−オキソヘキサン酸、２，２−ジブチル−５，５−ジメチル−６−オキソヘキサン酸、２，５−ジエチレン−６−オキソヘキサン酸、２，２−ジイソプロピレン−５−ブチル−６−オキソヘキサン酸、２，２−ジフェニル−５−α−ナフチル−６−オキソヘキサン酸、２，２−ジ−ｔ−ブチレン−５−フェニル−６−オキソヘキサン酸、７−オキソヘプタン酸、２−エチル−６，６−ジメチル−７−オキソヘプタン酸、２−エチル−２−メチル−７−オキソヘプタン酸、２，６−ジメチル−２，６−ジエチル−７−オキソヘプタン酸、２−ｐ−トリル−６−エチル−６−ｎ−プロピル−７−オキソヘプタン酸、２−エチル−２−フェニル−６−ｎ−ブチレン−７−オキソヘプタン酸、２，６−ジメチル−７−オキソヘプタン酸、２−β−ナフチル−６，６−ジメチル−７−オキソヘプタン酸、８−オキソオクタン酸、２，７−ジイソプロピル−８−オキソオクタン酸、２−メチル−２−ブチレン−７−メチル−８−オキソオクタン酸、２−ｔ−ブチル−７−メチル−７−エチル−８−オキソオクタン酸、２，２−ジフェニル−８−オキソオクタン酸、２，２，７−トリ−ｎ−プロピレン−８−オキソオクタン酸、２，２，７，７−テトラフェニル−８−オキソオクタン酸、２，２，７−トリ−α−ナフチル−８−オキソオクタン酸、９−オキソノナン酸、８，８−ジエチレン−９−オキソノナン酸、２，２，８，８−テトラメチル−９−オキソノナン酸、２，８−ジメチル−２，８−ジエチル−９−オキソノナン酸、８−フェニル−９−オキソノナン酸、２，２，８−トリ−ｔ−ブチル−９−オキソノナン酸、８−α−ナフチル−９−オキソノナン酸、２，８−ジメチル−２，８−ジエチル−９−オキソノナン酸、２−フェニル−８，８−ジ−ｎ−プロピレン−９−オキソノナン酸、２，８−ジフェニル−９−オキソノナン酸、２−α−ナフチル−８−メチル−８−エチル−９−オキソノナン酸、１０−オキソデカン酸、２，９−ジメチル−１０−オキソデカン酸、２，２，９，９−テトラエチル−１０−オキソデカン酸、２−ｔ−ブチル−９−メチル−１０−オキソデカン酸、２，２，９，９−テトラ−ｔ−ブチル−１０−オキソデカン酸、２，９−ジ−β−ナフチル−１０−オキソデカン酸、９−ｐ−トリル−１０−オキソデカン酸、２，９−ジフェニル−１０−オキソデカン酸、２−エチル−２−イソプロピル−９−メチル−１０−オキソデカン酸等を例示することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電解液では、エチレングリコールを主成分とする溶媒に、カルボキシルアルデヒドまたはその塩を溶解する。カルボキシルアルデヒドはモノカルボン酸であるため、高温下でエチレングリコールとのエステル化が生じてしまうが、同時にアルデヒド基が酸化されてカルボキシル基になるため、高温下での化成能力が維持され、熱的安定性の向上を図ることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
表１に示す組成で電解液を調合し、３０℃における比抵抗と、８５℃における火花電圧を測定した結果、および、この電解液を封入し１５０℃にて１０００ｈ放置した後、３０℃における比抵抗と、８５℃における火花電圧を測定した結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】

【００１５】
表１に示すように、カルボキシルアルデヒドを溶解させた実施例は従来の直鎖のカルボン酸を溶解させた従来例より１０００時間後の比抵抗上昇、並びに火花電圧低下が抑えられている。
【００１６】
また、カルボキシルアルデヒドはエチレングリコールを主成分とする溶媒に対して溶解度が低いが、実施例の如く直鎖のカルボン酸と組み合わせることによって、上記の効果が得られる。
【００１７】
なお、カルボキシルアルデヒドを溶解させた効果は、実施例に限定されるものではなく、先に記載した各種化合物を単独または複数溶解させた電解液に用いても同等の効果があった。
【００１８】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明による、エチレングリコールを主溶媒とし、カルボキシルアルデヒドを溶解した電解液は、熱的安定性の改善を図ることができる。

Claims (1)

1. エチレングリコールを主溶媒とし、以下の化学式で表されるカルボキシルアルデヒドまたはその塩を溶解したことを特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液。
   

   

   [化１]の式中、ｎは１〜６の整数であり、側鎖基Ｘ _１ 〜Ｘ _４ はそれぞれハイドロ基、炭素数が１〜４のアルキル基、炭素数が１〜４のアルキレン基、およびアリール基のうちのいずれかである。